塔河油田奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层经历了上亿年的岩溶作用,岩溶缝洞分布复杂,在纵横向上都具有极强的非均质性。位于奥陶系上部的表层岩溶带是塔河油田奥陶系岩溶储层重要组成部分,也是油田对岩溶储层进行结构特征和储层地质描述的首要对象。为能够建立有效的储层地质模型进行高效原油开发,本文综合岩溶露头、岩心以及地球物理等资料,开展了表层岩溶带形成演化及其有利储集空间的研究。经过一间房、三间房、硫磺沟、西克尔沟等七条野外岩溶地质剖面的实地考察,发现塔北巴楚-柯坪地区岩溶地貌形态可分为六种类型:高陡溶峰型、低陡溶峰型、溶丘型、断控型、岩溶槽谷型和岩溶沟谷型。通过印模法对塔河油田前石炭系古地貌进行恢复,发现研究区前石炭系岩溶古地貌与塔北露头岩溶地貌及其相似,对塔河主体区表层岩溶带结构特征研究具有重要参考价值,并且其形态主要以溶峰型和溶丘型为主。通过对研究区岩心、成像测井、常规测井和地震资料的详细解剖,明确了表层岩溶带的基本特征。研究区奥陶系表层岩溶带广泛发育地表河和落水洞系统,并总结出了对称式落水洞、非对称式落水洞、断控式落水洞和河流冲蚀落水洞四种典型的落水洞形态和三种地表河的演化模式。同时发现,地表河和落水洞的发育受初始的岩溶古地貌的控制,并受断层的影响。利用岩心物性资料对表层岩溶带的储集空间进行评价,并通过主成分分析方法和多元回归分析,建立上部沉积物段和灰岩发育段孔隙度解释模型。发现:表层岩溶带上部沉积物储集物性差,孔隙度通常小于2%,渗透率小于0.1mD。但裂缝和溶蚀孔洞发育灰岩段通常具有良好油气产量,并且越是靠近岩溶沟谷位置的单井的产液能力越高,可能与其裂缝和溶蚀孔洞的发育程度有关。该评价方法对岩溶型碳酸盐岩储层的勘探与开发有着指导意义。